Краткое теоретическое обоснование по проекту “Нейрокомпьютер”

СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ

АКСОН -- выходной отросток нейрона для передачи возбуждения к другим нейронам. Может ветвиться, хотя, как правило, гораздо в меньшей степени, чем дендриты.

ВЕРБАЛЬНЫЙ -- устный, словесный.

ВСТАВОЧНЫЙ НЕЙРОН -- клетки мозга, осуществляющие связь и пространстве между сенсорными (см. рецепторными) и двигательными (см. эффекторными) нейронами. Могут быть возбуждающими и тормозными. Общее название нейронного материала без определения функции.

ГЕМАТО-ЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ БАРЬЕР -- физиологический механизм и регуляции структур мозга на уровне кровоснабжения. Проницаемость Г.-э.б. для физиологически активных веществ определяется регуляторной функцией, при этом происходит задержка проникновения вредных для мозга веществ и тех, которые могут нарушить регуляцию.

ГЛИАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ -- клетки мозга за исключением нейронов. Астроциты выполняют опорную функцию, осуществляют транспорт веществ из капилляров к нейронам.

ДЕНДРИТЫ -- ветвящиеся из тела нейрона отростки, предназначенные для передачи нервных импульсов к нейрону. На них, в основном расположены синапсы (см. синапсы)

ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН-- диапазон возможных изменений параметра.

ИНВАРИАНТНОСТЬ -- независимость каких-либо параметров системы от изменения других ее параметров или приложенных к ней внешних воздействий.

ИНВЕРТИРОВАНИЕ -- (инверсия) -- замена на обратное.

КОММУТАТОР -- устройство, обеспечивающее переключение цепей.

КОМПАРАТОР -- устройство сравнения двух сигналов, выходной сигнал которого изменяется скачкообразно в случае превышения одного сигнала другим.

КОЭФФИЦИЕНТ СИНАПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ -- коэффициент передачи синапса равен отношению степени возбуждения на выходе нейрона к степени возбуждения предшествовавшего нейрона при отсутствии всех других возбуждений. В случае нейристора это - отношение напряжения а выходе нейристора ко входному напряжению, приложенному к данному синапсу при отсутствии напряжений на всех других синапсах.

ЛАТЕРАЛЬНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ -- боковое торможение, торможение соседних структур.

МЕДИАТОР -- вещества, выделяемые нервным окончанием в синаптическую щель, которые являются посредником в передаче возбуждения. Например, посредником передачи электрического тока в растворе электролита являются ионы, хотя механизм действия медиаторов иной. Медиаторы могут быть возбуждающими и тормозными, что определяется также и характером рецептора синапса.

НЕЙРОН -- нервная клетка со всеми отходящими отростками.

ПОДКРЕПЛЕНИЕ -- действие дополнительного стимула, благодаря чему устанавливается связь с основным стимулом (при наличии определенных условий). Классическая теория считает обязательным строгое временное сочетание стимулов: сначала действует первый, а затем - второй и только тогда устанавливается связь. К этому выводу приводит наблюдение внешнего эффекта при выработке рефлексов. Однако, поведенческая цепочка формируется на уровне сложных ансамблей возбуждения различных функциональных систем мозга, что обеспечивает фиксацию определенной последовательности событий. Но если рассматривать образование конкретной связи между нейронами, то условия для этого должны быть иными.

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО -- устройство, выходящее на рабочий режим, начиная с некоторого порогового уровня входного напряжения (возбуждения) .

ПОЛЯРИЗАЦИЯ -- приобретение полярности, потенциала.

ПЕЙСМЕКЕРНЫЙ НЕЙРОН -- спонтанно активный нейрон, возбуждающийся случайным образом.

РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ИМПУЛЬСЫ -- импульсы, вызванные прекращением процесса накопления потенциала и резким сбросом этого потенциала в исходное состояние (вроде сброса пара при срабатывании клапана).

РЕЦЕПТОРЫ -- специализированный датчик (восприниматель) какого-то определенного параметра (качества) стимула. Трансформирует параметр стимула в стандартный возбуждающий потенциал для использования в нейронных процессах регуляции.

РЕЦЕПТИВНОЕ П0ЛЕ - область, занимаемая совокупностью всех рецепторов, стимуляция которых приводит к изменению активности определенного элемента мозга.

СТИМУЛ -- фактор внешней или внутренней среды организма, вызывающий реакцию регуляторных систем организма.

СИНАПС -- устройство контакта между нейронами, обеспечивающее в определенных условиях передачу возбуждения с дозируемой силой. В основе имеет щель между нервным окончанием предыдущего и телом последующего нейрона, где и происходят процессы, определяющие эффективность связи.

ТРИГГЕРНЫЙ РЕЖИМ -- режим, в котором устройство может переключаться в одно из двух возможных устойчивых состояний, т.о. сохранять (запоминать) одно из этих состояний.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ -- процесс приведения чего-то к определенной форме. Слова формализуют мысль.

ЭФФЕКТОРЫ -- исполнительное звено нервных процессов.

Следует иметь в виду, что данным терминам придан оттенок, используемый в основном тексте, т.е. использован частный случай их общего смысла.

ВВЕДЕНИЕ

Пример живых организмов и человека - это пока единственное, что предоставила природа исследователю индивидуальной адаптации. Общепризнанно, что в данном случае необходим интегративный подход, обобщающий опыт, накопленный многими дисциплинами, каждая из которых, исследуя лишь ограниченный круг вопросов, не может составить целостное представление о предмете.

Пока ни одна из существующих наук, включая информатику и кибернетику, не предлагает систему представлений, делающую разрешимой проблему индивидуальной адаптации.

К примеру, кратко остановимся на том тупике, что особенно характерен для б. “советских” творцов "искусственного интеллекта", специализировавшихся на разработке так называемых экстренных систем. Оптимизм этих ученых питался надеждами достичь практического воплощения искусственного интеллекта если они будут, обнаруживая все новые свойства собственного интеллекта, “закладывать” их в интеллектуальную программу, работающую на высокопроизводительном компьютере. Однако нет конца новым свойствам и феноменам природного интеллекта и остается признать, что не простой суммой отдельных свойств описывается суть механизмов интеллекта или, более широко, высших механизмов индивидуальной адаптации. А если учесть, что эти механизмы иерархически связывают самые простые реакции и самые сложные приспособительные системы, то понятно, что, в случае “экспертных систем”, верхушка знаний без базы - это всего лишь разрозненные сведения. Поэтому пока что существующие экспертные системы - это не более, чем очень удобные справочники.

Если очень условно разделить механизмы мозга на довербальные (не затрагивающие словесный уровень) и завербальные (те, что ответственны за все человеческие приобретения, начиная со словесного уровня), то первые исследуются только физиологами, а вторые - только "интеллектуальщиками", хотя, к примеру, и собака, определяющая насколько лежащий перед ней предмет годится для еды, и ученый, прикидывающий насколько приемлем для решения задачи тот или иной метод, используют одни и те же принципы организации психических процессов, связанные в единую систему от самых простых механизмов до самых сложных. И, в сущности, различия между собакой и человеком в том, что у человека вербальные (речевые) приспособительные системы (имеющиеся и у собаки) позволяют глубже и абстрактнее использовать прогнозирование для творческого построения вариантов будущего, что гибко корректирует функциональные системы поведения в резко меняющихся условиях и через социальное взаимовлияние воздействует на специфику развития вида.

И физиологи, и "интеллектуальщики", исследуя свой узкий круг наблюдаемых явлений, пока не создали целостной картины, хотя, казалось бы, основной фактический материал накоплен по всем частным вопросам. Именно последнее и дает основание сделать серьезную попытку обобщить накопленные данные. Такая работа, в конечном счете, была проделана. Сформировавшиеся представления целостно и непротиворечиво описывают имеющиеся эмпирические и данные и феномены нейрофизиологии. Сущность этих представлений излагается ниже.

Итак, знания, которыми обладает человек, его жизненный опыт - это не просто сумма систематизированных сведений, а система личного отношения ко всему ранее пережитому, и те сведения, которые пока не прошли через этот процесс, еще не являются знаниями. "Знания", не проверенные жизненным опытом - это в чистом виде алгоритмы или же методики отношения к явлению, предлагающие жесткую логику ответных реакций.

Именно поэтому кибернетические устройства способны на адекватное реагирование лишь в узких рамках условий, предусмотренных программой. Но воспроизводимые условия- редкость. Их создают искусственно для промышленных роботов и любых других программируемых устройств. Новые же условия требуют новых поведенческих программ, реализующих определенные цели, которые, собственно, и определяют направленность этих программ.

Потребности к целенаправленному поведению предполагают существование системы отношения к окружающей действительности, подразделяющей внешние воздействия, в конечном счете, на желательные (удовлетворяющие целям существования) и нежелательные. Вообще для живых организмов характерны рецепторы, изначально предназначенные для сигнализации об аварийных состояниях и, в противовес, о благоприятных состояниях. (В дальнейшем предполагается элементарное знание читающего основ нейрофизиологии, но для неискушенных составлен словарь терминов).

Специфика таких рецепторов определялась естественным отбором. Как альтернатива может подходить только - задавалась Богом, в случае же построения искусственного разума должна задаваться творцом этого разума.

Соответствующие рецепторные поля, по типу других анализаторов внешних и внутренних воздействий, образуют в сочетаниях более сложные детекторы воздействия и, таким образом, "окрашивают" восприятие индивидуальным отношением. Это приводит к тому, что появляется возможность “системы значимости” организма тормозить неудачные действия, заканчивающиеся неблагополучно, и стимулировать удачные.

Все это создает основу такой зависимости, что знание того или иного явления внешнего мира становится неотделимым от сформировавшегося к нему отношения. Это отношение определяет конкретное реагирование, когда явление затрагивает какие-нибудь потребности, т.е. значимо для организма.

Любая попытка формализации какого-либо конкретного знания, (формулировка его в виде жизненного правила) останется истиной лишь в виде связи данного явления в данных условиях с данной реакцией на него.

Стоит только попробовать составить список “правил” для любых сочетаний явлений и условий и становится понятно, что представить весь возможный свод знаний в формализованном виде невозможно. В жизни правила (даже собранные в виде воинского устава) рассматриваются как возможные примеры решения по аналогии, которые способен сопоставить со своим опытом обладающим личным отношением человек.

Личное отношение также делает возможным приспособление к изменяющимся условиям существования, а в этом смысле целенаправленное поведение тем более эффективно, чем дальше в будущее простирается ожидание возможных изменений и ответных действий, т.е. прогноз. Поэтому преимуществами будут обладать те, кто на основе накопленного жизненного опыта способен для обозримого будущего составить более верную гипотезу и выработать приспособительное целенаправленное поведение.

При рассмотрении тех или иных нейрофизиологических механизмов намеренно не будет делаться попыток сопоставления с функциями соответствующих органов мозга, различаемых в физиологии, хотя часто такие сопоставления очевидны, т.к. анатомические контуры органов не всегда совпадают с функциональными. Кроме того, все настолько взаимосвязанно, что даже зоны рецепторов и эффекторов не являются однозначными.

Последующие описания нейрофизиологических механизмов будут оцениваться принципиальной возможностью схемотехнической реализации на базе элекетронных устройств. И с этой позиции, образно выражаясь, природе пришлось нелегко, создавая жизнь из столь разнородного материала с далеко не оптимальными с технической точки зрения энергетическим, температурными, механическими и другими характеристиками. Отсюда и огромное множество ухищрений от микро- до макроуровня. Современный конструктор в этом отношении чувствует себя свободнее.

Природа как методом располагает лишь изменчивостью и отбором, а это уже существенная смысловая зацепка для тех, кто хочет заимствовать идею, а не создавать все самостоятельно. И, в соответствии с этим, нужно отдавать предпочтение моделям, которые базируются на однотипных элементах, и которые в ходе развития лишь функционально модифицируются. Причем эти модификации должны вытекать одна из другой как бы "автоматически", подчиненные конечной цели- максимальным возможностям выживания.

Представим себе электрическую схему, заполненную аналогами нейронов - нейристорами. К плате подходят питающие напряжения и, как кровь по сети артерий, по специальным цепям распределяется между нейристорами.

Чтобы помехи в питании не привели к сбоям, они отфильтровываются (аналог в физиологии- гематоэнцефалический барьер мозга). Но настолько же проще электрическая фильтрация чем многоуровневые биологические барьеры! Изобилие многозвенных цепочек взаимодействия и переноса веществ, где переплетается метаболизм нейронов и глиальных клеток, делает систему чрезвычайно сложной. Внешне становится по-настоящему трудно определить, что же является основной (информационной) функцией нейрона, а что входит в систему его жизнеобеспечения.

Трудности усиливаются тем, что перенос возбуждения идет через химические процессы и они постоянно модулируются с помощью определенных веществ окружающей среды. Подобное же управление группами нейристоров легко осуществляется многими способами вплоть до простого отключения питания. (Как раз в звене передачи возбуждения сложность электрохимических процессов и порождает распространенные различия в представлении механизмов памяти вплоть до того, что ее носителями предполагаются белковые молекулы, находящиеся внутри тела клетки).

Каковы бы ни были назначение и форма нейрона, он везде проявляет только один вид функциональной активности: вырабатывает выходной импульс при превышении электрической поляризации мембраны определенного порога (по принципу электрического релаксатора). Причем частота импульсов, (уровень возбуждения) повышается по логарифмическому закону при увеличении силы стимула из-за деполяризующего действия собственных колебаний, а это равноценно действию автоматической регулировки усиления.

Но отсюда не следует, что именно логарифмическая зависимость необходима для реализации работоспособных нейронных сетей. Просто он присущ электрическим свойствам нервной системы и в ходе эволюции показал себя вполне подходящим. Несомненное достоинство видится в том, что он защищает нейрон от перевозбуждения, иначе бы насыщение, а значит и более быстрое истощение достигалось бы повсеместно при работе нейронных сетей. В схемотехнических же моделях нейрона насыщение не окажет влияния из-за быстрого восстановления, в то же время линейный закон регулирования значительно упрощает схему нейристора.

Все приходящие возбуждения дают суммарный вклад в общий процесс поляризации нейрона. Обработка сигналов может происходить и на уровне отдельных дендритов локальным воздействием, но результат этого воздействия внесет свой вклад в общую реакцию. Только вид и готовность синапсов к передаче возбуждения от других нейронов определяет ответ. Напрашивается вывод, что именно в этой готовности синапсов и состоит механизм долговременной памяти.

В данном случае- это чисто схемотехническое понятие, подразумевающее долговременное изменение состояния связей между нейронами, а не образ, всплывающий в сознании, который представляет собой уже конечный эффект работы совокупности нейронов, связанных памятью о прошлых взаимодействиях. См., например, в списке литературы (1).

Примем рабочую модель структуры нервной системы как совокупность пороговых устройств- нейристоров, связанных между собой элементами памяти о взаимодействиях,- синапсами (синаптическими коммутаторами).

Живой нейрон как пороговое устройство далеко не идеален. Из-за многих дестабилизирующих факторов он не может обладать большим динамическим диапазоном. Например, если максимальное значение поляризации мембраны достигает значения Е мах, а нестабильность порога возбуждения составляет, скажем, 0,15 Е мах, то нейрон обладает 7 дискретами срабатывания .

Действительно, если на входы нейрона действуют возбуждающие и тормозные стимулы с максимальной силой воздействия, то при их числе меньше определенного, добавление или отнятие одного из них может вызвать возбуждение нейрона или гасит его. Но при их числе больше некоторого, вклад одного из стимулов становится неопределенным. И в данном случае логарифмическая зависимость отклика от силы преобладающих возбуждений не играет существенной роли как раз из-за пологого начального участка этой зависимости. Наоборот, пологость, а не бистабильная пороговость делает еще менее определенным вклад каждого из возбуждений. При всем этом нейрон не может уверенно различить стимулы, отстоящие друг от друга менее чем на предположенные 0,15 Е мах. С этим, видимо, связано то, что человек не способен различать более чем 5-7 образов одновременно в воображении. Хотя количество синапсов может достигать 10 4 на один нейрон, многие из них, по-видимому, являются временно неэффективными, другие во многих рабочих режимах "молчат", третьи представляют группы, дублирующие связь (достигая определенной силы воздействия), есть и такие, которые передают определенную часть возбуждения с выхода нейрона на его же вход, что обеспечивает самовозбуждающий, триггерный режим.

Динамический диапазон радиоэлектронного порогового устройства обычно составляет около 10 3 дискретов, а в условиях низких помех прецизиозные компараторы различают не менее 10 5 дискретов, но, несмотря на это, при использовании их в качестве нейристора нет смысла увеличивать количество одновременно распознаваемых сигналов уже из других соображений. В случае нейрона общее количество потенциальных и рабочих связей 10 4, а для столь же полноценной реализации 10 3 дискретов к нейристору следовало бы подвести не менее 10 6 связей, каждая из которых содержит синаптический коммутатор, а это очень непросто в случае электрической схемы. Даже для природы количество 10 4 синапсов на нейрон- предел.

По двум основным причинам (малый динамический диапазон и ограниченное количество связей на нейрон) не реализовался идеальный случай непосредственных сочетаний ансамблей рецепторов с эффекторами (в этом случае каждый из нейронов должен был бы быть связанным со всеми другими и обладать соответствующей точностью срабатывания).

Если бы не эти и некоторые другие ограничения, о которых будет сказано ниже, то могла бы существовать действительно универсальная матрица памяти, в которой всегда бы нашлось место для любых сочетаний входных признаков в выходными реакциями. Программное обеспечение существующих экспертных систем как раз и должно при определенном уровне сложности столкнуться с этим тупиком. Универсальная матрица памяти дала бы возможность приспосабливаться в течение всей жизни к любым условиям, для которых еще годятся существующие рецепторы и эффекторы. Кроме того, мы бы наблюдали сразу за всеми процессами попавшими в восприятие, удерживая перед мысленным взором неизмеримо больше чем 5-7 объектов внимания. Но природные биосистемы в ходе обучения быстро теряют способность приспосабливаться к новым условиям: чем старше организм, тем он более становится пленником привычного окружения, что будет проиллюстрировано ниже.

РЕЦЕПТОРНЫЕ И ЭФФЕКТОРНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Для того чтобы ограничить чрезмерное число признаков, которыми запускается та или иная реакция, возможно объединить их в меньшее число более сложных признаков, т.е. синтезируя их из тех групп простых, которые выделяется (возбуждается) во время текущего момента восприятия.

Вспомним, что по приведенным выше причинам, начиная с определенного уровня сложности системы, неосуществимо непосредственное управление эффекторами от возбужденных первичных рецепторов. Выходом является образование набора промежуточных элементов, вплоть до тех, которые запускают целую программу движений. Со стороны рецепторов синтезируются рецепторные детекторы признаков, а со стороны эффекторов- эффекторные детекторы признаков действия. Здесь подходит схемотехнический обобщающий термин- детектор, означающий устройство для обнаружения определенного свойства.

И те и другие детекторы представлены нейронами и есть основание полагать, что их формирование идет сходными путями, может быть, даже по одному и тому же механизму. Думается, что различие нейронов в форме тела и отростков не может быть доказательством различия в их принципе действия и , скорее, представляет собой результат отбора в условиях данного окружения и специфики работы. При этом могут оптимизироваться характер ветвления дендритов, способы подвода активных веществ к синапсам, влияющие на скорость образования связи и ее прочность и т.д.

Число детекторов не может и отдаленно соответствовать числу всех возможных комбинаций входных и выходных признаков. Поэтому они образуются на основе тех сочетаний признаков, которые наиболее значимы для организма (понятие значимости будет далее уточнено) за счет последующего уточнения специфики: с каждым актом восприятия все более закрепляются характерный для данного детектора набор признаков и ослабляются нехарактерные. При этом более сложные образовываются на основе простых как бы слоями, в каждом из которых представлены детекторы данного уровня сложности. Любая комбинация известных признаков теперь может быть представлена при использовании 5-7 детекторов, как, например, нужную сумму денег мы набираем из госзнаков различного достоинства.

Чтобы на самых ранних этапах развития восприятия не могли возникнуть сразу сложные детекторы (вроде купюр в $132), слои детекторов созревают поочередно и каждый из будущих детекторов получает информацию от небольшого ограниченного круга рецепторов (можно сказать, что для каждого последующего слоя рецепторами являются детекторы предыдущего). В этом случае формирующиеся детекторы располагаются во вполне определенном порядке.

Кроме того, специализация детекторов и их локализация определяются механизмами управления восприятием: ориентацией органов восприятия и обострением канала восприятия вниманием, что подробнее будет описано ниже. Так, точечная фокусировка вниманием поля зрения на объекте дает возможность выделить и идентифицировать более конкретные и специфические признаки, уменьшая их общее число.

Конечно, формирование набора детекторов- не самоцель мозга. В развитии вида уже с отдельными рецепторами и первыми детекторами связывались ответные реакции, возникали более сложные с использованием дополнительных детекторов, и весь этот полезный багаж просеивался и накапливался из поколения в поколение. Генетически обусловленные потенциальные связи прокладываются от рецепторов и всех слоев детекторов к эффекторам и под воздействием внешней среды могут становиться действующими.

Большой фактический материал по клеточным механизмам, сенсорным и двигательным системам, накопленный к настоящему времени, собран в (7). Это достаточно удачное и последовательное описание, которое хотелось бы рекомендовать в практическом плане для освоения основ организации биоадаптирующихся систем.

Чтобы приобрести вполне однозначную специализацию детектор должен формироваться определенное время, отсеивая случайное и накапливая характерное. Чем сложнее и неоднозначнее комплекс признаков, на который настраивается детектор, тем это время настройки больше- за это время должно выявится наиболее характерное для данного детектора. С этим связано то, что более простые организмы достигают функциональной зрелости раньше, чем сложные. Последний период созревания у людей оказывается растянутым на всю оставшуюся жизнь, что обеспечивает достаточно эффективное “понимание” характера сложных явлений.

Отсутствие в восприятии какого-либо из простых признаков в течение соответствующего критического периода развития необратимо лишает мозг детекторов этого признака. Последующее развитие понимания окружающего мира будет обходится без этого признаки, если мозг и научится распознавать его, то лишь с относительно большим трудом, косвенно, не “понимая” множество связей этого признака с другими. Таков плата за отход от универсальности (возможности непосредственно образовывать любые сочетания рецепторов и эффекторов). В норме возможность выпадений в условиях, привычных для вида, маловероятна, но может проявиться, когда условия окажутся измененными.

Яркий пример тому- невосполнимые потери речи у детей, воспитанных животными. Вслед за такой потерей становится невозможным понимание всей человеческой культуры, связанной с ней. Особые способности к быстрому освоению речи, присущие человеку в определенном возрасте, или другие феномены “особых периодов развития” объясняются тем, что в период функционального созревания определенного слоя мозга восприятию были предоставлены достаточно полно признаки того направления деятельности, где проявились способности. Так, в семье музыканта вероятнее вырастет музыкант, ученого- ученый. Но, конечно, простое формирование запаса нужных детекторов- только лишь инструмент творчества. Определенное влияние оказывает и то , что генетически должна быть заранее "предусмотрена" возможность образования связей между определенными группами элементов.

Конкретизируем универсальный принцип образования связей между нейронами, который и даст возможность проследить развитие нервной системы.

В течение каждого из критических периодов развития идут два процесса: образование новых детекторов и уточнение специализации уже возникших. Эта специализация, в конечном счете, приводит к тому, что детектор становится инвариантным относительно некоторых изменений воспринимаемого, если суть детектируемого признака при этом не меняется.

Если бы в течение критического периода развития любое сочетание признаков образовывало свой детектор, то очень скоро весь ресурс нейронов в данном слое был бы исчерпан. Целесообразность образования детекторов только в значимых для организма случаях определяется ориентировочным рефлексом. Его нейронный механизм описан в (2) хотя в (8)- более поздней работе того же автора, уже делается попытка использовать представления из классической информатики, что приводит и к ее специфическим трудностям.

При появлении небезразличного для организма раздражителя вся система восприятия "фокусируется" на нем, создавая условия для образования детектора комплекса признаков этого раздражителя, доступных данному слою детекторов. При этом восприятие по другим каналам ослабляется. В результате становится доминирующим комплекс новых признаков.

В рассмотренной ранее модели нейрона нет какого-то особого входа, управляющего фиксацией связи. Для этого достаточного неспецифического воздействия на определенную группу нейронов с помощью, например, химических веществ.

В работе (3) прослеживается процесс выделения особых нейропептидов в ходе развития ориентировочного рефлекса, которые могут запускать синтез белка, ответственного за выделение медиаторов в синаптической щели при передаче возбуждения, изменяя ионный состав среды в зоне активного синапса. Но дело не в точном описании этого механизма, а в его неспецифическом действии. При этом требуется сделать эффективными только определенные связи.

Задача становится легко выполнимой, если кроме комплекса признаков будет возбужден и сам потенциальный детектор. Тогда условие образования связи будет достаточно простым: в общей зоне неспецифической активации синапсы, находящиеся между двух возбужденных нейронов, должны стать проводящими, а возбужденные только со стороны детектора или только со стороны рецепторов- остаются без изменения. Отсюда следует, что для образования связи требуется специфическое возбуждение- стимуляция с подкреплением, и неспецифическая активизация. Связи могут образовываться между любыми нейронами, если они были предварительно объединены неэффективными синапсами. Расположение же потенциальных связей определяется генетически.